Задание №61271 ЕГЭ по Химии

1. По условию протекают реакции:
[1] FeSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + FeCl₂
[2] FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄  

2. Найдем число моль сульфата железа(II) в насыщенном растворе:
Пусть m FeSO₄ = x г, тогда
30,4 / 130,4 = x / 326
x = 76; m FeSO₄ = 76 г
n FeSO₄ = m FeSO₄ / M FeSO₄ = 76 / 152 = 0,5 моль

3. Найдем массовую долю сульфата железа(II) в исходном растворе:
ω FeSO₄ = m FeSO₄ / m_р-ра FeSO₄ = 76 / 326 = 0,2331 

4. Найдем число моль сульфата бария, выпавшего в осадок в первой колбе:
n BaSO₄ = m BaSO₄ / M BaSO₄ = 46,6 / 233 = 0,2 моль

5. Найдем число моль сульфата железа(II) в первой реакции:
n₁ FeSO₄ = n BaSO₄ = 0,2 моль

6. Найдем число моль сульфата железа(II) во второй реакции:
n₂ FeSO₄ = n FeSO₄ – n₁ FeSO₄ = 0,5 – 0,2 = 0,3 моль

7. Найдем число моль аммиака в растворе:
m NH₃ = m_р-ра NH₃ ⋅ ω NH₃ = 50 ⋅ 0,34 = 17 г
n NH₃ = m NH₃ / M NH₃ = 17 / 17 = 1 моль

8. Найдем массу оставшегося аммиака:
n_{прореаг.} NH₃ = 2n₂ FeSO₄ = 2 ⋅ 0,3 = 0,6 моль
n_ост. NH₃ = n NH₃ – n_{прореаг.} NH₃ = 1 – 0,6 = 0,4 моль
m_ост. NH₃ = n_ост. NH₃ ⋅ M NH₃ = 0,4 ⋅ 17 = 6,8 г

9. Найдем массу гидроксида железа(II), выпавшего в осадок:
n Fe(OH)₂ = n₂ FeSO₄ = 0,3 моль
m Fe(OH)₂ = n Fe(OH)₂ ⋅ M Fe(OH)₂ = 0,3 ⋅ 90 = 27 г 

10. Найдем массу раствора сульфата железа(II), добавленного во вторую колбу:
m₂ FeSO₄ = n₂ FeSO₄ ⋅ M FeSO₄ = 0,3 ⋅ 152 = 45,6 г
ω FeSO₄ = ω₂ FeSO₄ = 0,2331
m_р-ра FeSO₄ = m₂ FeSO₄ / ω₂ FeSO₄ = 45,6 / 0,2331 = 195,6 г

10. Найдем массу конечного раствора:
m_{конечн. р-ра} = m_р-ра FeSO₄ + m_р-ра NH₃ – m Fe(OH)₂ = 195,6 + 50 – 27 = 218,6 г

11. Найдем массовую долю оставшегося аммиака в конечном растворе:
ω_ост. NH₃ = m_ост. NH₃ / m_{конечн. р-ра} = 6,8 / 218,6 = 0,0311 → 3,11%

Ответ: ω_ост. NH₃  = 3,11%

Источник: Реальное задание ЕГЭ (собрано Ермолаевым И. С.)